Способ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из разделенных водомаслоокалиносодержащих отходов

Изобретение относится к утилизации водомаслоокалиносодержащих отходов металлургического и машиностроительного производства. Техническим результатом является получение продукта, пригодного для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов без добавок, а именно прямым прессованием прокаленной окалины, и снижение затрат на постороннее топливо при получении более качественной продукции. Способ включает нагрев отходов продуктами сгорания. При этом водомаслоокалиносодержащие отходы разделяют на отдельные компоненты с выделением масла и воды возгонкой в цилиндрическом неподвижном наклонном реакторе, оснащенном вращающимся ротором с лопастями, установленными с зазором по отношению к стенкам реактора, а нагрев отходов осуществляют высокоскоростным вихревым потоком теплоносителя по схеме противотока при минимальном содержании кислорода в теплоносителе, в интервале температур 500-900°С продуктами сгорания, полученными при расходе воздуха на горение с α=0,6-0,8. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к утилизации водомаслоокалиносодержащих отходов металлургического и машиностроительного производства путем термической обработки и может быть использовано для получения мелкодисперсного железосодержащего материала, пригодного для производства брикетов, которые могут быть применены в конвертерном получении стали или в доменном производстве.

Наиболее близким к заявляемому является известный способ (SU 1090972, опубл. 07.05.1984 г.). Способ направлен на утилизацию маслоокалиносодержащих отходов с получением железосодержащего порошка, обладающего свойствами, которые позволяют применять его для конвертерного получения стали или в доменном производстве. Однако данный способ направлен на утилизацию преимущественно жидких маслоотходов и маслоокалиносодержащих шламов и включает обезвоживание маслоотходов до содержания в них горючих компонентов 35-95% с последующим их сжиганием при коэффициенте расхода воздуха 0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сгорания 950-1100°С. Обезвоженные маслоокалиносодержащие шламы обрабатывают продуктами сжигания маслоотходов, газообразные продукты после восстановления оксидов металлов отводят и сжигают без подачи топлива, а тепло отходящих газов используют для обезвоживания жидких маслоотходов.

В данном способе для получения железосодержащего порошка совместно используют два вида отходов: маслоокалиносодержащие шламы как источник получения железа и жидкие маслоотходы - в качестве топлива для этого процесса. Иными словами, железосодержащий порошок получают из маслоокалиносодержащих шламов путем их обработки продуктами сжигания постороннего топлива - маслоотходов, которое требует удаления из них влаги до концентрации горючих компонентов не ниже 35%. Использование постороннего топлива требует дополнительной стадии процесса по его обезвоживанию в отдельном от получения железосодержащего порошка агрегате. Именно обезвоженные маслоотходы сжигают при коэффициенте расхода воздуха 0,35-0,65 и температуре отходящих продуктов сгорания 950-1100°С. Использование постороннего топлива, требующего специальной обработки для получения из него тепла, усложняет процесс, а применение для этого высоких температур для сжигания отходящих продуктов сгорания повышает энергоемкость способа.

Задача изобретения заключается в сокращении затрат топлива при получении мелкодисперсного железосодержащего материала для конвертерного получения стали или для доменного производства, снижении энергоемкости способа и выбросов дымовых газов в атмосферу.

Для решения поставленной задачи предложен пособ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из водомаслоокалиносодержащих отходов, включающий нагрев отходов продуктами сгорания, при этом водомаслоокалиносодержащие отходы разделяют на отдельные компоненты с выделением масла и воды возгонкой в цилиндрическом неподвижном наклонном реакторе, оснащенном вращающимся ротором с лопастями, установленными с зазором по отношению к стенкам реактора, а нагрев отходов осуществляют высокоскоростным вихревым потоком теплоносителя по схеме противотока при минимальном содержании кислорода в теплоносителе в интервале температур 500-900°С продуктами сгорания, полученными при расходе воздуха на горение с α=0,6-0,8.

Кроме того, нагрев отходов продуктами сгорания осуществляют за счет сжигания горючей части продуктов возгонки. Нагрев отходов продуктами сгорания осуществляют за счет сжигания горючей части продуктов возгонки в циклонной топке, соединенной с реактором двумя дымопроводами: подводящим дымопроводом с продуктами возгонки и дымопроводом с теплоносителем, при этом избыточный объем продуктов сгорания отводят в атмосферу отдельным дымоходом. Воздух на горение нагревают за счет косвенного теплообмена в отдельном охладителе обезмасленной окалины.

Для производства содержащего FeO конечного продукта, пригодного для брикетирования, процесс нагрева в реакторе проводят при температуре не более 900°С при сжигании с α=0,8. При температуре более 900°С и α более 0,8 FeO окалины взаимодействует с кладкой реактора с образованием настылей. Для перевода магнетита Fe2O4 в вюстит FeO для нагрева применяют продукты сгорания пиролизных газов с коэффициентом расхода воздуха α=0,6-0,8, содержащих восстановительные газы СО и Fh. При сжигании пиролизных газов с а менее 0,6 образуется сажистый углерод, что приводит к увеличению затрат тепла на процесс.

Заявленный способ включает термическое разделение пастообразных водомаслоокалиносодержащих материалов на основе применения теплоты сгорания масла для удаления влаги и масла из окалины и частичного восстановления оксидов железа до FeO, что позволяет производить брикетирование без добавок. В результате резко сокращаются затраты топлива, практически до нуля. Теплота сгорания масла (продуктов его пиролиза) используется в последующем для нагрева исходного материала до 500-900°С.

Для нагрева отходов продуктами сгорания за счет сжигания горючей части продуктов возгонки реактор соединяют с циклонной топкой двумя дымопроводами: подводящим дымопроводом с продуктами возгонки и дымопроводом с теплоносителем, при этом избыточный объем продуктов сгорания отводят в атмосферу отдельным дымоходом. Воздух на горение нагревают за счет косвенного теплообмена в отдельном охладителе обезмасленной окалины.

Для предохранения от вторичного окисления полученный продукт охлаждают в отдельном агрегате-охладителе за счет подачи воздуха через защитную рубашку косвенным путем. Нагретый воздух применяют для сжигания продуктов пиролиза в циклонной топке. В атмосферу сбрасывают продукты полного сгорания горючих компонентов за счет подачи дополнительного объема воздуха.

Таким образом, заявленный способ позволяет использовать теплоту сгорания продуктов пиролиза масла исходного материала для его термической обработки и частичного восстановления оксидов железа окалины от Fe2O4 до FeO с последующим брикетированием без добавок. Процесс обезмасливания материалов за счет собственной теплоты сгорания масла резко снижает затраты на постороннее топливо.

Новый технический результат, достигаемый заявленным решением, заключается в получении продукта, пригодного для брикетирования мелкодисперсных железосодержащих отходов без добавок, а именно прямым прессованием прокаленной окалины, и снижении затрат на постороннее топливо при получении более качественной продукции.

На рисунке представлена принципиальная схема заявленного способа, согласно которой реактор соединен двумя дымопроводами с циклонной топкой. Отводящий дымопровод реактора, оборудованный выходным соплом, соединен с зоной сжигания циклонной топки. Меняя соотношение горючих газов и воздуха сжигания, добиваются определенного недожога. На убирающей стороне циклонной топки устанавливают два дымопровода - один дымопровод подводят к реактору и через него обеспечивают подачу теплоносителя для нагрева материала, а второй дымопровод на сброс избыточного тепла в атмосферу при полном дожигании горючих компонентов.

Водомаслоокалиносодержащие отходы металлургического производства загружают в неподвижный реактор 1 из загрузочного устройства 2 и перемещают по направлению к разгрузочному концу в пересыпающемся слое за счет вращения ротора. Теплоноситель получают в циклонной топке 3 за счет сжигания продуктов пиролиза масла с α=0,6-0,8 и подают тангенциально в реактор, где он транспортируется в противотоке движению материала. В реакторе материал нагревается до температуры 500-900°С. Выделившиеся из материала пары воды и масла подаются эжекторной системой 5 в циклонную топку для дожигания. Обезмасленный материал из реактора 1 перегружается в реактор-охладитель 6, где происходит охлаждение материала через стенку воздухом, подаваемым вентилятором 7. Охлажденный материал выгружается в бункер 8. Нагретый воздух подается для сжигания дежурного топлива в горелочном устройстве 4 и дожигания продуктов пиролиза масла. Избыточное количество теплоносителя выбрасывается после утилизации и очистки дымососом 9 в дымовую трубу.

Газообразное или жидкое дежурное топливо используется для разогрева установки и для стабилизации горения из-за колебания состава исходного материала. Но расчетам при содержании влаги в отходах до 10% и содержании масла более 4,6% расход дежурного топлива минимальный, что соответствует практически бестопливной обработке водомаслоокалиносодержащих отходов.

Таким образом, заявленный способ позволяет получать мелкодисперсный железосодержащий материал для конвертерного получения стали или для доменного производства при сокращении затрат топлива, снижении энергоемкости и выбросов дымовых газов в атмосферу.

1. Способ получения мелкодисперсного железосодержащего продукта из водомаслоокалиносодержащих отходов, включающий нагрев отходов продуктами сгорания, отличающийся тем, что водомаслоокалиносодержащие отходы разделяют на отдельные компоненты с выделением масла и воды возгонкой в цилиндрическом неподвижном наклонном реакторе, оснащенном вращающимся ротором с лопастями, установленными с зазором по отношению к стенкам реактора, а нагрев отходов осуществляют высокоскоростным вихревым потоком теплоносителя по схеме противотока при минимальном содержании кислорода в теплоносителе, в интервале температур 500-900°С продуктами сгорания, полученными при расходе воздуха на горение с α=0,6-0,8.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев отходов продуктами сгорания осуществляют за счет сжигания горючей части продуктов возгонки.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев отходов продуктами сгорания осуществляют за счет сжигания горючей части продуктов возгонки в циклонной топке, соединенной с реактором двумя дымопроводами: подводящим дымопроводом с продуктами возгонки и дымопроводом с теплоносителем, при этом избыточный объем продуктов сгорания отводят в атмосферу отдельным дымоходом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух на горение нагревают за счет косвенного теплообмена в отдельном охладителе обезмасленной окалины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса. Техническим результатом является повышение качества сжигания подстилочного помета и продление срока использования установки для сжигания топлива.

Изобретение относится к средствам уничтожения твердых углеродсодержащих бытовых и промышленных отходов. Инсинератор твердых углеродсодержащих отходов содержит устройство для загрузки отходов со шнековым питателем 14, камеру горения 1, устройство поджига 4, устройство дожига 2 с плазматроном, систему подачи воздушного потока, завихритель воздушного потока, систему очистки и удаления продуктов горения, теплообменник 10, причем плазматрон содержит устройство инициирования разряда, внешний электрод и центральный электрод.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к технике обезвреживания токсичных отходов, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве для сжигания осадков сточных вод.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к переработке промышленных хлорсодержащих отходов на основе полихлорированных бифенилов, и может быть использовано для утилизации этих отходов в печи шахтного типа.

Изобретение относится к подготовке скважинных флюидов к их утилизации, а именно к устройству и способу экологически чистого горения с нагнетанием воздуха газотурбинным двигателем для сжигания скважинных флюидов с целью их утилизации.

Изобретение относится к области обезвреживания твердых опасных нерадиоактивных отходов, а именно к конструкциям для обезвреживания непригодных к использованию ядохимикатов и подобных им химических веществ.

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к оросительной установке открытого типа, устанавливаемой на пути движения продуктов сгорания, для их охлаждения и локализации при горизонтальном расположении ракетного двигателя на твердом топливе, и может быть использовано как при испытании, так и при ликвидации заряда ракетного двигателя на твердом топливе.

Изобретение относится к системам с ПКС, тепловым сушилкам, автоматическим контроллерам и способам, в соответствии с которыми основные рабочие параметры сжигания, предпочтительно температуры кипящего слоя и шахты печи и соответствующая T, используются для регулирования массового расхода и качества подаваемых осадков в топочную печь и сушилку посредством контроля процессов обезвоживания выше по потоку процесса и/или операций смешивания твердых осадков сточных вод.

Изобретение относится к области утилизации военной техники, а именно к утилизации ракетных двигателей твердого топлива (РДТТ) путем экологически безопасного сжигания и полезного использования тепла струи продуктов сгорания твердого ракетного топлива (ТРТ).

Изобретение относится к области дожигания промышленных газообразных выбросов, в частности к устройствам для термокаталитической очистки газообразных выбросов в химических процессах.

Изобретение относится к средствам переработки и уничтожения твердых бытовых и промышленных отходов, в которых содержатся фрагменты с углеродсодержащими веществами. Устройство для переработки состоящего из твердых углеродсодержащих материалов сырья содержит топку, устройства для загрузки сырья, для перемешивания сырья, для подачи воздуха в верхнюю часть топки и нижнего дутья, для поджига сырья с горелками. В устройстве для загрузки сырья выполнен шнековый механизм. Устройство для перемешивания сырья совмещено со шнековым механизмом в устройстве для загрузки сырья и выполнено путем установки на витках шнекового механизма дугообразных лопастей. В шнековом механизме для удаления шлаков на витках шнекового механизма установлены лопасти. В устройстве нижнего дутья выполнены параллельно идущие каналы, которые расположены на боковой стенке топки по идущей вверх винтовой линии. Горелки устройства поджига сырья установлены в корпусе так, что последующая горелка расположена выше предыдущей горелки и отстоит от нее на угловом расстоянии в 90°. Изобретение позволяет повысить эффективность переработки сырья, уменьшить требования к размерам фракций сырья и составу сырья и повысить надежность устройства для переработки сырья. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в котельных агрегатах для утилизации птичьего помета, в том числе непосредственно на птицефабриках с целью выработки тепловой и электрической энергии, а также получения золы как ценного минерального удобрения. Техническим результатом является сжигание птичьего помета с полным дожигом вредных и зловонных газов. Способ предусматривает подачу птичьего помета в топочную камеру с организацией процесса сжигания в ее нижней слоевой части и дожигом генераторного газа и летучих в ее верхней части. При этом птичий помет подают в верхнюю вихревую часть топочной камеры с последующей его подсушкой при движении через данную часть под действием силы тяжести, а затем в последовательно расположенные слои (зоны) кипы нижней слоевой части топочной камеры: слой сушки и выделения летучих, слой раскаленного инертного кокса, восстановительный слой, окислительный слой выгорания кокса, слой охлаждения, грануляции и выгрузки золы, перемешиваемый шурующей планкой с подачей подогретого первичного воздуха через колосниковую решетку, на которой размещены перечисленные выше слои, с последующим дожигом генераторного газа и летучих в верхней вихревой части топочной камеры. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к угледобывающей промышленности, а именно к переработке отходов обогащения каменного угля и отходов от сжигания каменного угля, которые образуются при добыче и обогащении угля, а также от недожога его в топках котельных и печей, достигающего 50%. Техническим результатом является повышение эффективности сжигания смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками. Комплекс для переработки отходов обогащения и сжигания угля включает установку для подготовки смеси отходов обогащения и сжигания угля с добавками, камеру сжигания смеси, газовентиляционный насос, котлоагрегат для получения тепла, при этом дополнительно включает установку для обезвоживания смеси совместно с ультразвуковой установкой для обработки обезвоженной смеси, установку для обогащения воздуха дутья кислородом, устройство обработки зоны горения ультразвуком, сооружения газоочистки, устройство утилизации пыли, объединенные в единую технологическую цепь. 1 ил.

Изобретение относится к способу получения катализатора путем покрытия ячеистых тел кристаллическим слоем металла с каталитическими свойствами. Перед нанесением покрытия на поверхности ячеистых тел кристаллического слоя металла упомянутые поверхности предварительно покрывают порошком из драгоценных металлов, имеющим размер частиц <10 мкм. Ячеистый катализатор имеет дважды покрытую поверхность с нанесенным на поверхность кристаллическим слоем металла. Между поверхностью ячеистого тела (4) и кристаллическим металлическим слоем (3) имеется промежуточный слой (2), образованный из обожженного порошка драгоценного металла. Катализатор применяют для очистки отработанных газов и каталитического горения. В результате предварительного покрытия порошком из нержавеющей стали получают продукт длительного использования, более низкую чувствительность, больший диапазон температур применения и более долгий срок службы. Описан также способ для использования в беспламенных каталитических конденсационных котлах, в каталитической последующей очистке в термических системах очистки отработанного воздуха и как покрытия для мембран топливных элементов. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройству и способу для переработки отходов, преимущественно биомассы, путем газификации с получением жидких и газообразных горючих продуктов, используемых в качестве топлива или промежуточных полупродуктов для химического синтеза или жидких моторных топлив. Техническим результатом является увеличение производительности по утилизируемой биомассе. Описана конструкция установки для утилизации биомассы путем газификации или пиролиза, в которой вертикальный цилиндрический реактор со слоем твердых частиц в его нижней части, оборудованный средствами для подачи биомассы и среды под давлением в слой твердых частиц, а также средствами для сбора горючих продуктов газификации на выходе в его верхней части, расположенный коаксиально внутри кольцевого реактора, содержащего слой гранулированного катализатора полного окисления в его нижней части, и оборудованный газораспределительной решеткой и средствами для подачи топлива и воздуха в слой катализатора, а также средствами для сбора продуктов сгорания, расположенных в его верхней части. К внешней поверхности внутреннего реактора приварены плоские ребра из материала корпуса реактора, а между патрубками для подачи биомассы и среды под давлением размещена газораспределительная решетка, над которой располагается организующая насадка, неизотермическая решетка и теплообменник, а в патрубок для подачи среды под давлением направляются газообразные продукты газификации. Кольцевой реактор в нижней части содержит частицы катализатора глубокого окисления веществ в смеси с дисперсными частицами инертного материала, а над газораспределительной решеткой располагается организующая насадка, неизотермическая решетка и теплообменник. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 9 пр., 1 ил.

Изобретение относится к технике горючих материалов, а именно к способам определения режимов зажигания и скорости горения взрывчатого наполнения боеприпасов при утилизации выжиганием. Способ определения режимов зажигания и скорости горения взрывчатого наполнения боеприпасов при утилизации выжиганием заключается в подготовке бронированного по боковой и задней торцевой поверхностям образца взрывчатого наполнения с датчиками положения фронта горения, закреплении образца горизонтально в открытой камере сгорания, воспламенении в момент контакта сыпучего твердого теплоносителя, регистрации сигналов от датчиков положения фронта горения во времени, скреплении по задним торцам образа взрывчатого наполнения и внешней направляющей гильзы, закреплении образца в открытой защитной камере, направлении объектива видеорегистратора в защитной камере на поверхность горения образца, подготовке в генераторе импульсных струй дозы твердого сыпучего теплоносителя, измерении температуры теплоносителя встроенным в фиксатор генератора импульсных струй датчиком температуры, метании дозы в виде импульсной плотной струи теплоносителя вертикально вверх с натеканием на поверхность горения, регистрации времени от момента контакта теплоносителя до вспышки на поверхности горения с помощью видеорегистратора и времени от датчиков положения фронта горения по толщине образца. Достигается создание способа определения режимов воспламенения и скоростей горения материала взрывчатого наполнения. 2 ил.

Изобретение может быть использовано в области переработки углеродсодержащих катодных материалов. Способ включает загрузку отработанных катодных ванн производства алюминия в шахтную печь (1), где проводят их термообработку при температуре выше температуры воспламенения углерода и выше температуры испарения токсичных веществ, содержащихся в отработанных катодных ваннах. В первом продольном участке (8) шахтной печи (1) реакционные газы направляют в прямотоке с углеродом, а во втором продольном участке (9) шахтной печи - в противотоке углероду. Реакционные газы выводят (11) из шахтной печи в области с увеличенным сечением (7), находящейся между указанными продольными участками (8,9). Изобретение позволяет полностью отделить токсичные вещества, такие как натрий и фтор, и одновременно получить шлак, богатый алюминатом кальция, предотвратить рециркуляцию щелочей. 18 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области переработки политетрафторэтилена (ПТФЭ) и утилизации его отходов и может найти применение для получения растворов, содержащих ионы фтора (электролитов) и используемых для проведения электролиза и химических реакций в растворах с участием ионов фтора с выделением товарных продуктов, в частности водорода, ультрадисперсных оксидов металлов и других соединений. Осуществляют термодеструкцию ПТФЭ в плазме электрического разряда в переменном электрическом поле при амплитуде переменного напряжения 5-12 кВ. Электрический разряд возбуждают между электродами. Один из электродов размещен над поверхностью воды на расстоянии, обеспечивающем стабильное протекание разряда. Другой электрод погружают в воду. Изобретение обеспечивает повышение полноты утилизации продуктов переработки ПТФЭ при одновременном упрощении способа за счет переведения части газообразных продуктов его переработки в раствор непосредственно в ходе термодеструкции. 2 ил.,2 пр.

Изобретение относится к области энергетики, предназначено для утилизации отходов на предприятиях аграрно-промышленного комплекса, преимущественно для сжигания пометно-подстилочной массы (ППМ), и может быть использовано для сжигания ППМ как в товарном виде, так и с добавками других видов мелкофракционных и пылевидных топлив. Техническим результатом является предотвращение подсоса холодного воздуха, предварительная подсушка ППМ и полный дожиг, что позволяет обеспечить более эффективное сжигание подстилочно-пометной массы. Способ включает аэродинамическую напорную подачу горячим воздухом ППМ в нижнюю камеру скоростного сжигания сверху вниз через топливную трубу с организацией в камере одновременно: подсушки, газогенерации и факельно-слоевого сжигания ППМ с противоточно-обращенным дутьем на беспровальной колосниковой решетке шурующей планкой, дожиг выноса коксовых остатков и продуктов газификации с деструкцией супертоксикантов в верхней камере с организацией устойчивого горения факела в диапазоне температур 800-950°C и длительностью более 2 с с турбулизацией факела и дымовых газов путем управляемой подачи горячего вторичного воздуха в нижнюю часть верхней камеры тангенциально, с организацией спиралеобразного движения продуктов горения вверх. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к технологической линии плазмотермического обезвреживания токсичных отходов. Технический результат - превращение токсичных отходов в малотоксичные бетонные блоки строительного назначения. Технологическая линия включает емкость, содержащую токсические отходы, связанную системой их подачи в плазмотермический реактор, снабженный системой подачи охлаждающей воды, плазмотроном, взаимодействующим с компрессором, центробежный барботажный аппарат, вытяжной вентилятор. Причем емкость отходов выполнена с возможностью расслоения отходов на органический отстой и водно-солевой раствор фторида калия, а система подачи отходов снабжена емкостью дизельного топлива и накопительной емкостью. При этом плазмотрон имеет три пневматические форсунки для разбрызгивания органических примесей и снабжен охладителем воды и насосом циркуляции воды, а центробежный барботажный аппарат снабжен дополнительной системой охлаждения, включающей отстойник воды, каплеуловитель, дымосос и емкость приготовления известкового молока, при этом емкость отходов дополнительно снабжена смесителем, соединенным с бункером-дозатором и героторным растворонасосом. 1 ил.
Наверх